二維工程圖可逆水印研究及其在內(nèi)容認(rèn)證中的應(yīng)用.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)通信和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，音頻、視頻及二維矢量圖形等眾多數(shù)字產(chǎn)品已成為當(dāng)代人與人之間信息交流的重要方式。二維CAD工程圖作為矢量圖形的一種，因具有較高的數(shù)據(jù)精度、易于存儲(chǔ)和可無損縮放等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域。作為信息安全領(lǐng)域的一門重要技術(shù)，數(shù)字水印在矢量圖形的版權(quán)保護(hù)中取得了一定的進(jìn)展。由于工程圖形的應(yīng)用場(chǎng)合有著特殊的工藝要求，任何對(duì)數(shù)據(jù)的輕微改動(dòng)都可能造成嚴(yán)重的后果。傳統(tǒng)的數(shù)字水印技術(shù)在一定程度上會(huì)造成工程圖形的

2、數(shù)據(jù)的失真，不適用于對(duì)圖形的真實(shí)性和完整性具有較高要求的場(chǎng)合。可逆水印的出現(xiàn)正好解決了這一應(yīng)用難題，其在水印信息提取后可以將含水印的載體完全恢復(fù)為原始載體數(shù)據(jù)，不影響原始載體的實(shí)用性，非常適用于二維CAD工程圖等數(shù)據(jù)精度高的矢量圖形版權(quán)保護(hù)。
　　本文詳細(xì)地介紹了二維工程圖水印技術(shù)的研究背景及二維工程圖形數(shù)據(jù)特征，闡述了面向二維CAD工程圖的國內(nèi)外研究概況，分析了當(dāng)前二維工程圖數(shù)字水印技術(shù)的不足，并概述了本文的主要工作。其次，系統(tǒng)

3、地介紹了可逆水印的理論知識(shí)，包括水印的嵌入和提取框架，經(jīng)典算法等。最后，針對(duì)目前可逆水印技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，提出了兩種基于二維CAD工程圖的可逆水印方案，并詳細(xì)討論了算法的性能。論文主要工作包括:
　　(1)提出了一種基于非對(duì)稱預(yù)測(cè)差值直方圖的可逆水印算法，基于這一思想設(shè)計(jì)了兩種水印方案， Asym_HSC和Asym_HSP。該算法利用相鄰坐標(biāo)和相鄰相位的相關(guān)性計(jì)算多個(gè)預(yù)測(cè)差值，并通過非對(duì)稱的方式選取合適的差值分別構(gòu)造非對(duì)稱直方圖，采

4、用相反方向修改直方圖的方案實(shí)現(xiàn)雙重互補(bǔ)水印嵌入，可應(yīng)用于二維CAD工程圖的內(nèi)容認(rèn)證及保密通信等。
　　(2)提出了一種基于虛擬坐標(biāo)點(diǎn)迭代嵌入的大容量可逆水印算法。通過為二維工程圖頂點(diǎn)構(gòu)造相應(yīng)的虛擬點(diǎn)提高實(shí)體數(shù)據(jù)相關(guān)性，并結(jié)合迭代嵌入的方法，實(shí)現(xiàn)具有較高水印容量和圖形質(zhì)量的可逆水印方案。該算法首先根據(jù)二維工程圖形中實(shí)體頂點(diǎn)在各個(gè)坐標(biāo)軸上分布的廣度劃分區(qū)間段，然后確定每一個(gè)實(shí)際坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)區(qū)間段的序數(shù)計(jì)算該坐標(biāo)的左右虛擬點(diǎn)。理論分析和